Question

一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零．试求：

(1)AB两点的电势差U_AB；

(2)匀强电场的场强大小；

(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小．

Answer 1

(1)小球由A到B过程中，由动能定理得

mgLsin 60°＋qU_AB＝0，所以U_AB＝－.

(2)E＝＝.

(3)小球在AB间摆动，由对称性知，B处细线拉力与A处细线拉力相等，而在A处，由水平方向平衡有T_A＝Eq＝mg，所以T_B＝T_A＝mg

或在B处，沿线方向合力为零，有T_B＝Eqcos 60°＋mgcos 30°＝mg.